合肥工业大学电力电子技术总复习

2020/2/81第二部分全书的主体第一部分全书的基础第三部分全书的深入第2章电力电子器件第5章整流电路PWM控制技术第4章逆变电路第6章AC-AC变换电路第3章直流斩波电路软开关技术电力电子技术2020/2/82复习-第2章电力电子器件-用于主电路中，实现电能变换或控制的电子器件基本要求：1.清楚电力电子器件的分类与应用2.理解和掌握晶闸管、可关断晶闸管、电力晶体管、电力场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管等常用电力电子器件的工作原理和主要参数。3.了解电力电子器件的串、并联使用4.掌握驱动电路的基本作用与电气隔离方法5.掌握电力电子器件的保护措施：过压、过流、缓冲电路2020/2/83复习-第2章器件分类：按可控程度、驱动电路和载流子参与导电的情况分类可控程度:1）不可控器件，这类器件主要指功率二极管。2）半控型器件，这类器件主要是指晶闸管，它由普通晶闸管及其派生器件组成。3）全控型器件，目前常用的有门极可关断晶闸管（GTO）、电力晶体管（GTR）、功率场效应管（PowerMOSFET）和绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等。驱动电路电流驱动型器件通过从控制极注入和抽出电流来实现器件的通断，其典型代表是GTR。电压驱动型器件,通过控制极电压在主电极间建立电场来控制器件导通，故也称场控或场效应器件，其典型代表是PowerMOSFET和IGBT。2020/2/84复习-第2章器件分类：按载流子参与导电的情况分类MCTIGBT功率MOSFET功率SIT肖特基势垒二极管SITHGTORCTTRIACLTT晶闸管电力二极管双极型单极型混合型复合型（（图1-42GTR器件电气图形符号2020/2/85复习-第2章功率二极管基本结构与工作原理基本特性（理解静态特性，了解动态特性：从正向偏置到反向偏置；从零偏置到正向偏置）主要参数普通二极管、快恢复二极管、肖特基二极管晶闸管基本工作原理主要参数基本特性：理解静态特性（导通和关断条件），了解动态特性（开通和关断过程，正向阻断恢复时间）2020/2/86GTO基本工作原理与晶闸管的区别，为什么GTO可关断？主要参数（电流关断增益）GTR二次击穿现象与安全工作区功率MOSFET工作原理和主要参数（为什么易于并联？-正温度系数）反向电阻区，同步整流IGBT工作原理，主要特点a)CLVDVD12uTV1V2+RNN12同步整流电路复习-第2章2020/2/87复习-第2章晶闸管、GTO、GTR、功率MOSFET、IGBT各方面性能相互比较（工作频率、容量、载流子导电类型、驱动电路性质等）串并联使用问题：均压、均流触发电路的作用，了解各类器件驱动电路功能环节的基本作用（如隔离、放大、抗饱和等。熟悉实验1内容。）掌握保护的种类：过电压保护、过电流保护、缓冲电路常用过压保护、过流保护方法，理解缓冲电路（RCD）的基本原理。RiVdidt抑制电路缓冲电路LiVDiRsCsVDstuceicOdidt抑制电路无时didt抑制电路有时无缓冲电路时uceica)b)2020/2/88复习-第3章将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电基本斩波电路：•降压斩波电路•升压斩波电路•Cuk斩波电路复合斩波电路——多象限斩波电路和多相多重斩波电路隔离型DC-DC变换电路2020/2/89复习-第3章Buck变换器拓扑的推导Buck、Boost、Buck-Boost和Cuk电路（熟悉实验2内容）电路结构工作原理分析（电流连续模式）EVT+-RLVDioEMuoiGMbuckVDLVTi1i2uLuoILBuck-boostERVDCVTL1L2UoUCCukboostLRb)oiVTCVDiuiiLiouLR+-ouVTCVDLiiiuoi2020/2/810复习-第3章数值计算（电流连续时：稳态电压增益，稳态电流增益。连续、断续模式的判断，临界连续状态）T不变，改变ton—脉冲宽度调制（PWM）EETtEtttUonoffononoEtTEtttUoffoffoffonoEEtTtEttU1ononoffono2020/2/811复习-第3章二象限DC-DC和四象限DC-DC变换器拓扑、基本工作方式多相多重DC-DC变换器（概念，拓扑，特点）变压器隔离型DC-DC变换器基本概念（理解单端、双端、正激、反激）电路结构理解工作原理,功能特点（变压器利用率、器件电压电流）了解数值计算（输出电压与输入电压的关系）2020/2/812复习-第3章隔离型Buck变换器-单端正激式变换器隔离型Buck-Boost变换器拓扑-单端反激式变换器带有磁复位电路的隔离型Buck变换器2020/2/813复习-第3章Ui-+RL+VT1TLCVD4VD3VT2VD1VD2VT4VT3VD6VD5***推挽式变换器隔离型Cuk变换器半桥变换器全桥变换器2020/2/814复习-第4章电压型逆变电路（方波和正弦波逆变器，拓扑和控制方式，特点）方波逆变器电路结构（单相、三相）和工作波形（单相）理解单相全桥方波逆变电路的工作原理、波形（PAM,SPM）了解三相电压型方波逆变导电方式（180°换流120°换流）+-VT1VT2VT3VT4VD4VD3VD2VD1ZoiiuCou单相全桥方波逆变器tutabUDUD-U2+VD2VD1aiDUZ+no1Co2C1VT2VTa负载abAB***O1VT2VT1VD2VDDUdU1VT2VT3VT4VT5VT6VT5VD1VD3VD4VD6VD2VDabcaZbZcZn带中心抽头变压器的电压型单相推挽式方波逆变器2020/2/815复习-第4章电压型逆变电路（方波和正弦波逆变器，拓扑和控制方式）电压型正弦波逆变器（理解PWM的基本原理，理解载波调制的基本原理，理解载波比、调制度、同步调制、异步调制和分段同步调制，应能根据调制波和载波画出负载电压波形；理解单相单极性SPWM和单相双极性SPWM调制，倍频单极性SPWM调制，了解三相SPWM调制方法）了解SPWM的谐波分析tωtωurucupuoo2020/2/816复习-第4章电流型逆变电路（特点）电路结构理解半控型电流型逆变器换流方法（负载换流和强迫换流）电压和电流型逆变电路区别a)iuiLouoiCLRLiiVT1VT2VT3VT4单相全桥电流型方波逆变器iL1TV1DV1C3C5C3TV5TV3DV5DVUW4TV4DV4C6C2C6TV2TV6DV2DVViuii晶闸管三相全桥（串联二极管式）电流型方波逆变器2020/2/817复习-第5章基本要求：半波、全波、桥式半控、桥式全控等概念理解和掌握各类整流电路的电路结构、工作原理、工作波形、电气性能、分析方法和参数计算（涉及输出电压和电流，晶闸管或二极管的电压、电流，输入侧的电流的方法。注意不同负载对工况的影响）理解整流器交流侧电抗对整流电路的影响有源逆变的实现及逆变失败PWM整流电路和同步整流电路2020/2/818复习-第5章二极管不控整流电路结构，理解掌握工作原理和分析方法晶闸管相控整流：单相桥式相控、单相桥式半控、三相半波、三相桥式整流电路（电阻负载和阻感负载（大电感），反电动势负载）（结合实验）电路结构概念：导通角θ，触发角α，移相范围，相控方式，自然换相点定义等等工作原理，注意不同电路带不同类型负载时自然换相点的不同波形分析数值计算（注意带反电动势大电感负载情况下电压波形和平均电流的计算）全控器件构成PWM整流变压器漏感对换流的影响、换流过程和波形、整流输出电压值、换相重叠角的定义和随其他参数变化的规律及原因2020/2/819复习-第5章各类型整流电路VD1VD2VD3VD4a)b)VD1VD2VD3VD4AC+-VD1VD2VD3VD4AC+-c)u2RRRududVD1三相交流VD4VD3VD6VD5VD2abcb)R电路RTu1u2a)i2abVT1VT3VT2VT4udida)abcTRudidVT2VT1VT3abcTRu2udidVT1VT3VT5VT4VT6VT2b)TRLu2i2udidVTVT3VDVDudidIdIdIdttttVT1VT3ab22d124IdIdIdOOOOiia)b)Idtt2VD4IdVDOOIdIdii2020/2/820复习-第5章有源逆变（熟悉实验3内容）理解逆变产生的条件逆变电压波形（整流角和逆变角的关系）了解基本计算理解逆变失败的原因（晶闸管、交流电源、触发电路、换相重叠角的影响）PWM整流电路电压型PWM整流电路的工作原理，交流侧电感（平衡电压和电流滤波）的必要性同步整流电路：PowerMosfet的工作特性（栅压脉冲条件反向电阻区）usLisV1V2V4V3abVD3VD1VD2VD4+udCR2020/2/821复习-第6章交流调压电路理解单相交流调压电路带不同负载的数值计算，阻感负载时移相范围和负载阻抗角的关系。三相交流调压电路（自然换相点）交流调功电路和交流电力电子开关的控制方式，具体实例。交交变频单相交交变频电路的工作原理三相交交变频电路接线方式及特点2020/2/822复习-第7章软开关概念软开关分类2020/2/823答疑安排和考试要求地点：西教休息室答疑时间：11月14、15号下午2:30到4:00考试时间：11月16号8:00-10:00实验报告上交事宜可能的试题类型：填空，判断题，选择题，名词解释，简答题（分析与计算），实验题